Análisis de costos y proceso de fabricación de prototipos de aspas con diferentes configuraciones estructurales para un aerogenerador de eje vertical tipo H de 1 kW
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DOI:
https://doi.org/10.56845/rebs.v7i2.643Palabras clave:
VAWT, Mejoramiento de Materiales Compuestos, Procedimiento VARTM, Manufactura de Aspas, Análisis de CostosResumen
Este artículo analiza los costos asociados a los procesos de fabricación de prototipos de palas, cada uno con un largo de 2 m y perfil aerodinámico NACA 0015, con diferentes configuraciones estructurales para un aerogenerador de eje vertical tipo H (VAWT) de 1 kW. La investigación identifica los costos de los materiales y la masa de las aspas para optimizar su fabricación y lograr un desempeño eficiente. El objetivo es mejorar la eficiencia en el uso de recursos tanto en procesos de investigación como industriales. Se evalúan dos métodos de manufactura: moldeo manual (Prototipo A) y moldeo por infusión al vacío (VARTM, Prototipos B y C). Los criterios de evaluación incluyeron costo de fabricación, peso y calidad. El Prototipo A, de una sola pieza y con núcleo de EPS, mostró la menor masa (5.11 kg) y costo, aunque requirió reparaciones superficiales significativas debido al deslizamiento de resina, lo que podría afectar el rendimiento aerodinámico. Los Prototipos B y C, fabricados mediante VARTM y con diseño de doble carcasa, lograron una calidad superficial superior y una relación fibra-resina controlada (100:50). El Prototipo B pesó 5.81 kg, mientras que el Prototipo C, reforzado con un núcleo de poliuretano para mayor rigidez, fue el más pesado con 7.22 kg. Sin embargo, sus costos de fabricación fueron considerablemente mayores: 215% (B) y 312% (C) respecto al Prototipo A, principalmente por el uso de materiales especializados. Los resultados ponen de manifiesto los compromisos entre costo, masa y calidad, y ofrecen una referencia para el desarrollo de palas de VAWT estructuralmente eficientes y económicamente viables para aplicaciones urbanas. Las conclusiones son especialmente relevantes para orientar futuras decisiones de diseño y fabricación de VAWT destinados a operar en entornos desafiantes caracterizados por vientos turbulentos y de baja velocidad.
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